铁碳相图分析
A 1538℃ B
H
J
1495℃
N 1394℃
γ+ L
E
L
1154℃ 1148℃
D
C
L+ Fe3C
F
γ
G 912℃
γ＋Fe 3C
738℃ 727℃
αP
M
O 770℃
S
K
α
Q Fe
1
2
230℃
＋
3 4 5 6
Fe 3C
一、点、线、区及其含义
（一）点
各特征点温度、碳的浓度及意义。各特征点符号是国际通用的，不能随意更换。
（二）线
液相线是ABCD ，固相线是AHJECF 。两条磁性转变线 MO 和230 ℃虚线。
（三）区
单相区－5个
相图中有5个基本的相，相应的有5个相区： 液相区(L ) －ABCD 以上区域 δ固溶体区－ AHNA 奥氏体区(γ)－NJESGN 铁素体区(α)－GPQG 以左 渗碳体区(Fe 3C ) －DFK 直线14 两相区－7个
7个两相区分别存在于两个单相区之间： L+δ－AHJBA L+γ－BJECB L+ Fe3C －DCFD δ+γ－HNJH γ+α－GPSG γ+ Fe3C －ESKFCE α+ Fe3C －PQLKSP 三相区（三条水平线）－3个 包晶线－水平线HJB (L +δ+γ) 共晶线－水平线ECF (L +γ+Fe 3C ) 共析线－水平线PSK (γ+α+ Fe 3C )
二、包晶转变（水平线HJB ）
在1495℃的恒温下，0.53％的液相与0.09％的δ 铁素体发生包晶反应，形成0.17％的奥氏体，其反应式为：
1495℃
←−−→γL B ＋δH
J
包晶转变刚要开始时， δH 和γJ 相对含量 计算如下：
w δ=
0. 53-0. 17
⨯100%≈82%
0. 53-0. 09
0.09％至 0.53％，都要经历此过程，且不论包晶转变前后转变过程如何，都要获得单相的奥氏体。含碳量2.11％以下，都有获得单相γ过程。
由于温度高，碳原子扩散较快，所以包晶偏析并不严重。但高合金钢，合金元素扩散较慢，可能造成严重的包晶偏析。
三、共晶转变（水平线ECF ）
共晶转变是在1148℃恒温下，由 4.3％液相转变为2.11％的奥氏体和6.69％的渗碳体。其反应式为：
1148℃ L C ← − − → γE ＋ Fe 3C
形成 γ与 Fe 3C 的机械混合物，称为莱氏体，用 L d 表示。渗碳体是连续分布的相，奥氏体呈短棒状（或颗粒状）分布在渗碳体的基体上。
莱氏体中γ与Fe 3C 的相对含量：
w γ=
6. 69-4. 30
⨯100%≈52%
6. 69-2. 11
w Fe 3C =1-52%≈48%
2.11％～6.69％ 范围都要发生共晶转变，叫铸铁，因组织中有莱氏体，断口呈银白色叫做白口铸铁。 四、共析转变（PSK
线）
在 727℃恒温下，由0.77％的γ 转变为0.0218％的α-Fe 和6.69％的Fe 3C
727℃
组成的混合物： ← − − γ→s αp +Fe3C
共析转变的产物称为珠光体，用符号 P 表示。水平线PSK 称共析线或共析温度，用符号A 1表示。大于0.0218％的合金都发生共析转变。 共析转变形成珠光体是层片状的 ：
SK 6 . 69 - 0 . 77
w α==⨯100%≈88. 7%w Fe 3C =1-88. 7%≈11. 3%
PK 6. 69-0. 0218 如果忽略比容差，α体积是Fe 3C 的8倍，如图。
五、三条重要的特征线
（一）GS 线
GS 线又称 A 3线，冷却时由γ析出α的开始线，或在加热时α 溶入γ 的终了线。实际上，是由 G 点（A 3）演变而来的，随C 增加，γ 向α 同素异晶转变温度逐渐下降，从而由A 3点变成了A 3线。
（二）ES 线
ES 线是碳在γ中溶解度曲线。低于此曲线，γ中析出渗碳体，称二次渗碳体，用 Fe 3C Ⅱ 表示，又是Fe 3C Ⅱ析出的开始线。又叫A cm 线。
由相图可以看出，E 点表示奥氏体的最大溶碳量，亦即奥氏体的含碳量在1148℃时为2.11％。
（三）PQ 线
PQ 线是碳在铁素体中的溶解度曲线。铁素体中的最大碳的溶解度，在 727℃时达到最大值为0.0218％ 。随着温度降低，铁素体溶碳量逐渐降低，在 300℃ 以下，溶碳量小于 0.001％。因此，当铁素体从727℃ 冷却时，要从铁素体中以渗碳体形式析出多余的碳，称为三次渗碳体，通常用Fe 3C Ⅲ表示。 相图中，析出Fe3C Ⅲ最多的是含碳 0.0218％的合金，其含量用杠杆定律计算得：
w Fe 3C Ⅲ=
0. 0218
⨯100%≈0. 33%6. 69
铁碳相图分析
A 1538℃ B
H
J
1495℃
N 1394℃
γ+ L
E
L
1154℃ 1148℃
D
C
L+ Fe3C
F
γ
G 912℃
γ＋Fe 3C
738℃ 727℃
αP
M
O 770℃
S
K
α
Q Fe
1
2
230℃
＋
3 4 5 6
Fe 3C
一、点、线、区及其含义
（一）点
各特征点温度、碳的浓度及意义。各特征点符号是国际通用的，不能随意更换。
（二）线
液相线是ABCD ，固相线是AHJECF 。两条磁性转变线 MO 和230 ℃虚线。
（三）区
单相区－5个
相图中有5个基本的相，相应的有5个相区： 液相区(L ) －ABCD 以上区域 δ固溶体区－ AHNA 奥氏体区(γ)－NJESGN 铁素体区(α)－GPQG 以左 渗碳体区(Fe 3C ) －DFK 直线14 两相区－7个
7个两相区分别存在于两个单相区之间： L+δ－AHJBA L+γ－BJECB L+ Fe3C －DCFD δ+γ－HNJH γ+α－GPSG γ+ Fe3C －ESKFCE α+ Fe3C －PQLKSP 三相区（三条水平线）－3个 包晶线－水平线HJB (L +δ+γ) 共晶线－水平线ECF (L +γ+Fe 3C ) 共析线－水平线PSK (γ+α+ Fe 3C )
二、包晶转变（水平线HJB ）
在1495℃的恒温下，0.53％的液相与0.09％的δ 铁素体发生包晶反应，形成0.17％的奥氏体，其反应式为：
1495℃
←−−→γL B ＋δH
J
包晶转变刚要开始时， δH 和γJ 相对含量 计算如下：
w δ=
0. 53-0. 17
⨯100%≈82%
0. 53-0. 09
0.09％至 0.53％，都要经历此过程，且不论包晶转变前后转变过程如何，都要获得单相的奥氏体。含碳量2.11％以下，都有获得单相γ过程。
由于温度高，碳原子扩散较快，所以包晶偏析并不严重。但高合金钢，合金元素扩散较慢，可能造成严重的包晶偏析。
三、共晶转变（水平线ECF ）
共晶转变是在1148℃恒温下，由 4.3％液相转变为2.11％的奥氏体和6.69％的渗碳体。其反应式为：
1148℃ L C ← − − → γE ＋ Fe 3C
形成 γ与 Fe 3C 的机械混合物，称为莱氏体，用 L d 表示。渗碳体是连续分布的相，奥氏体呈短棒状（或颗粒状）分布在渗碳体的基体上。
莱氏体中γ与Fe 3C 的相对含量：
w γ=
6. 69-4. 30
⨯100%≈52%
6. 69-2. 11
w Fe 3C =1-52%≈48%
2.11％～6.69％ 范围都要发生共晶转变，叫铸铁，因组织中有莱氏体，断口呈银白色叫做白口铸铁。 四、共析转变（PSK
线）
在 727℃恒温下，由0.77％的γ 转变为0.0218％的α-Fe 和6.69％的Fe 3C
727℃
组成的混合物： ← − − γ→s αp +Fe3C
共析转变的产物称为珠光体，用符号 P 表示。水平线PSK 称共析线或共析温度，用符号A 1表示。大于0.0218％的合金都发生共析转变。 共析转变形成珠光体是层片状的 ：
SK 6 . 69 - 0 . 77
w α==⨯100%≈88. 7%w Fe 3C =1-88. 7%≈11. 3%
PK 6. 69-0. 0218 如果忽略比容差，α体积是Fe 3C 的8倍，如图。
五、三条重要的特征线
（一）GS 线
GS 线又称 A 3线，冷却时由γ析出α的开始线，或在加热时α 溶入γ 的终了线。实际上，是由 G 点（A 3）演变而来的，随C 增加，γ 向α 同素异晶转变温度逐渐下降，从而由A 3点变成了A 3线。
（二）ES 线
ES 线是碳在γ中溶解度曲线。低于此曲线，γ中析出渗碳体，称二次渗碳体，用 Fe 3C Ⅱ 表示，又是Fe 3C Ⅱ析出的开始线。又叫A cm 线。
由相图可以看出，E 点表示奥氏体的最大溶碳量，亦即奥氏体的含碳量在1148℃时为2.11％。
（三）PQ 线
PQ 线是碳在铁素体中的溶解度曲线。铁素体中的最大碳的溶解度，在 727℃时达到最大值为0.0218％ 。随着温度降低，铁素体溶碳量逐渐降低，在 300℃ 以下，溶碳量小于 0.001％。因此，当铁素体从727℃ 冷却时，要从铁素体中以渗碳体形式析出多余的碳，称为三次渗碳体，通常用Fe 3C Ⅲ表示。 相图中，析出Fe3C Ⅲ最多的是含碳 0.0218％的合金，其含量用杠杆定律计算得：
w Fe 3C Ⅲ=
0. 0218
⨯100%≈0. 33%6. 69